2022 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the formation process of organic aerosols transported during long distances from Tuoji Island, China to Cape Hedo, Okinawa
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22K12358
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
島田 幸治郎 琉球大学, 理学部, 助教 (70707190)
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2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 長距離輸送 / 有機エアロゾル / 光化学酸化反応 / 光分解 / オゾン分解 / 有機エアロゾル生成過程 / 有機エアロゾル分解過程 / 国際共同研究 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
長距離輸送される二次有機生成エアロゾル（SOA：Secondary organic aerosol）の組成は、室内実験の結果から大きく２つの議論にわかれている。1つは、SOAはオリゴマーやフミン様物質のような比較的分子量の大きい難分解性の有機物が主要成分であり、長距離輸送中に生成される。もう一つは、SOAであるオリゴマーやフミン様物質は長距離輸送される間にオゾンによる酸化や光化学酸化反応によって分解が促進され低分子化し、さらに分解副産物も生成するというものである。上記２つの議論について実態を解明するため本研究では、これまで申請者が構築してきた東アジアの国際共同観測ネットワークを活用し、長距離輸送中のSOAがどのようなタイムスケールで生成や分解を起こすのかを解明する。１）試料採取:２０２２年と１月の冬季と４月の春季に辺戸岬に位置する国立環境研究所 辺戸岬 大気・エアロゾル観測ステーション（日本）とTouji島（中国）で２週間に１日１回のPM2.5の試料採取を行う予定だった。しかし、冬季の沖縄は新型コロナの感染拡大に伴って、辺戸岬で試料採取ができなくなったため、サンプリングはできなかった。その代わりに、長崎大学屋上でサンプリングを行った。春季は新型コロナの感染者が減少したためCHAAMSの使用が可能となり、中国、長崎と沖縄でサンプリングを行った。３地点での大気観測終了後は、沖縄のみ４月から６月まで週に１回のサンプリングを行った。２０２３年は１月と３月に２週間に１日１回のサンプリングを中国、長崎と沖縄の３地点で行った。2）SOAの分析手法の改良:大気試料をChen et al. (2016）の方法を用いてカラムにより有機成分を4分画し抽出した。今回の報告では沖縄で４月から６月まで週に１回のサンプリングした試料を用いて分画を行い、主要な官能基をFT-IRによって解析した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
沖縄は他県と比べ新型コロナの感染拡大がしやすい状況で、試料採取や化学分析などができない時期などがあった。しかし、SOAの分析手法の改良をするために、大気試料をChen et al. (2016）の方法を用いてカラムにより有機成分を4分画し抽出した。今回の報告では沖縄で４月から６月まで週に１回のサンプリングした試料を用いて分画を行い、主要な官能基をFT-IRによって解析した。その結果、FT-IRでの研究結果は順調に進んでいる。次年度は、ESI/MSで有機物の分子量とLC/MSで有機物の組成を調べ、沖縄、長崎とTouji島の比較を行う。当初の計画通り、順調に分析を行っている状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、ESI/MSで有機物の分子量とLC/MSで有機物の組成を調べ、沖縄、長崎とTouji島の比較を行う。当初の計画通り、順調に分析を行っている状況である。この分析ができてくると越境大気汚染による健康影響の研究へと発展できるため、国際共同研究加速基金に申請を行うい、今後の研究を発展させる準備を行う。
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| Causes of Carryover |
コロナの影響により、辺戸岬と中国での計画通り大気観測ができなかった。またウクライナの戦争によって、実験器具の納期が長くなっており、通常、3ヶ月で納期だったところ9ヶ月かかる実験器具等となっている。そこで、実験計画を少し変更をして、次年度の予算を使用することで、次年度の準備を先に行うことで、損失した時間を取り戻す計画をたてた。そのため、前倒し支払請求を行うことで、令和６年度に購入予定であった実験器具等について、令和５年度中に購入手続きと納品を進め、後年度以降の研究計画への影響を抑えたい。
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[Journal Article] Offline analysis of the chemical composition and hygroscopicity of sub-micrometer aerosol at an Asian outflow receptor site and comparison with online measurements2022
Author(s)
Yange Deng , Hiroaki Fujinari , Hikari Yai , Kojiro Shimada , Yuzo Miyazaki , Eri Tachibana , Dhananjay Deshmukh , Kimitaka Kawamura , Tomoki Nakayama , Shiori Tatsuta , Mingfu Cai , Hanbing Xu , Fei Li , Haobo Tan , Sho Ohata , Yutaka Kondo , Akinori Takami , Shiro Hatakeyama , Michihiro Mochida
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Journal Title
Atmospheric Chemistry and Physics
Volume: 22
Pages: 5515-5533
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Degradation of PAHs during long range transport based on simultaneous measurements at Tuoji Island, China, and at Fukue Island and Cape Hedo, Japan2022
Author(s)
Shimada K, Nohchi M, Yang X, Sugiyama T, Miura K, Takami A, Sato K, Chen X, Kato S, Kajii Y, Meng F, Hatakeyama S
Organizer
The International Congress on Pure & Applied Chemistry
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Depression of ammonia uptake to sulfuric acid aerosols in Siem Reap2022
Author(s)
Shimada K, Okochi H, Ishikawa S, Kajikawa T, Hasegawa A, Nakano T, Uchida E, Nakagawa T, Matsui T, Ishizuka M, Arai T, Udagawa S, Phorsda P, Lay P, Hang P
Organizer
Asian Aerosol Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Degradation of PAHs during long range transport based on simultaneous measurements at Tuoji Island, China, and at Fukue Island and Cape Hedo, Japan2022
Author(s)
Shimada K, Nohchi1 M, Yang X, Sugiyama T, Miura K, Takami A, Sato K, Chen X, Meng F, Hatakeyama S
Organizer
Asian Aerosol Conference
Int'l Joint Research
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[Book] 富士山測候所のはなし,日本一高いところにある研究施設2022
Author(s)
佐々木一哉, 山本正嘉, 井出里香, 土器屋由紀子, 片山葉子, 鴨川仁, 佐々木一哉, 松田千夏,小林拓, 米持真一, 畠山史郎, 加藤俊吾, 和田龍一, 竹内政樹, 大河内博, 緒方裕子, 勝見尚也, 島田幸治郎, 皆巳幸也, 三木健司, 村田浩太郎, 小森孝洋, 山本正嘉, 鈴木智幸, 安本勝, 野村渉平, 三浦和彦, 廣瀬勝己, 長尾年恭
Total Pages
252
Publisher
成山堂出版
ISBN
978-4425514816
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